第一篇:河道生态综合治理规划
河道生态治理
第一章
1.河流是指在一定气候和地质条件下形成的天然泄水输沙通道。 2.深泓线:是指沿程各断面河床最深点的平面平顺连线。
主流线又称水流动力轴线即沿程各断面最大垂线平均流速处的平面平顺连线。中轴线是指河道在平面上沿河各断面中点的平顺连线,一般依中水河槽的中心点为据定线,是量定河流长度的依据。 第二章
1.河川径流的影响因素:气候,下垫面,人类活动影响 2.水系的形成及其发展阶段:
a初期阶段:河网密度小,地面切割深度不大,支流短小,数量不多。
b繁盛阶段:谷道伸长,集水面积扩大,河网密度增大,地面切割深度不断增大。 c并夺阶段:因各条河流发展的不平衡,出现大河袭夺,兼并小河现象,使水系原状改观,河谷地面高程降低,冲积层加厚,水系密度减小,干支流年渐分明。 第三章
1.河流径流的度量方法
2.洪水三要素:洪峰流量,洪水总量,洪水历时。
3.河道水流的基本特性:两相性;三维性;不恒定性;非均匀性;不平衡性;紊动性;阻力复杂性;流态特异性 第四章
1.含沙量:单位体积浑水中的泥沙质量。 输沙量:一定时间段内某断面的泥沙数量。
输沙率:单位时间内通过河流某断面的泥沙数量。
2.河流泥沙按运动态势分类:悬移质,推移质,床沙。
3.推移质的运动:推移质的运动来源于床面泥沙的起动。当床面泥沙由静止状态开始运动或称启动并达到一定程度后,床面往往会出现起伏不平的沙波,而沙波运动又往往是推移质运动的主要形式,沙波的运动态势是迎流面冲刷,背流面淤积,从纵剖面看整个沙波在水流的作用下往下游缓缓爬行。 第六章
1.河流的地质作用:侵蚀作用,搬运作用,沉积作用, 2.河床演变的根本原因:输沙不平衡。
3.河相关系:冲积平原河流的河床在水流的长期作用下,形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡的河床形态,这种均衡河床形态的有关因子和表达来沙来水条件及河床地质条件之间常存在某种函数关系,这种函数关系称为河相关系。(可写少
点)
5.河型分类及其演变规律(论述):
A河型分类有:顺直型,蜿蜒型,分汊型,游荡型。
B演变规律a顺直型:河身较顺直,犬牙交错状边滩分布于河道两侧,在洪水期,边滩整体向下游缓缓移动;深槽与边滩相对,深槽位置也随边滩位置缓慢下移而下移;上下深槽之间的浅滩,洪水淤积,中·枯水冲刷,深槽则相反,洪水冲刷,中枯水淤积。b蜿蜒型从平面变化看,随凹岸冲刷和凸岸淤长进程的发生,其蜿蜒程度不断加剧,河长增加,弯曲度随之增大;横向变形特点表现为凹岸崩退和凸岸淤长;纵向变形特点是弯道段洪水期冲刷,枯水期淤积,过渡段相反,洪水期淤积,枯水期冲刷;突变现象是可能发生自然裁弯,凹岸撇弯,凸岸切滩。c分汊型:其共同的演变规律汊道外形的平面移动,洲头洲尾的冲淤消长,汊道内河床的纵向冲淤,以及主汊的易主。d游荡型:多年平均河床逐步抬高。b内汛期主槽冲刷,滩地淤积;非汛期则主槽淤积,滩地崩塌。主槽平面摆动不定,河势变化剧烈。大水出好河,中小水容易发生横河斜河和形成畸形河湾。 第七章
1.河道治理规划设计的要素:设计流量与设计水位;整治线;河槽横断面
2.4种典型类型的河段整治措施:a蜿蜒型的整治措施:一是稳定现状,防止其向不利的方向发展;二是改变现状,使其朝有利的方向发展。b游荡型:主要有险工和控导工程组成。c分汊型:汊道德固定,改善和堵塞。d顺直型:稳定边滩不向下游移动多采用淹没式丁坝群。 第八章
1.生态平衡:如果生态平衡的能量和物质的输入与输出在较长时间趋于相等,生态系统的结构和功能长期处于稳定状态,或在轻度干扰下能通过自我调节恢复到原来的稳定状态。 第九章
1.生态治河:是河道生态治理或生态型河流建设等说法的简称。它是融治河工程学、环境科学、生物学、生态学、园林学、美学等学科于一体的系统水利工程,是综合采取工程措施、植物措施、景观营造等多项技术措施而进行的多样性河道建设。2.生态河道治理规划设计要求:确保防洪安全,兼顾其他功能;增强河流活力,确保河流健康;改造传统护岸,建造生态河岸;营造亲水环境,构建河流景观;重视生物多样性,保护生物栖息地。
3.生态河流的设计内容包括生态岸堤和生态河道两方面。生态河道的设计要求:平面布置;剖面设计;水边处理。
4.生态护岸技术措施:固土植物护坡;网石笼结构生态护岸;土工材料复合种植技术;植被型生态混凝土护坡;多孔质结构护岸;自然型护岸
其他补充
1.河堤的分类:干堤,支堤,民堤
2.对河堤渗流控制措施包括:
(一)临河截渗措施:防渗铺盖;防渗斜墙;堤基截渗墙
(二)背河导渗措施:压渗盖重;反滤排水槽;减压井
3.蓄滞洪区:指河道周边辟为临时贮存洪水的湖泊洼地或扩大行洪泄洪的区域。
4.蓄滞洪工程的规划和建设内容包括:蓄滞洪区的规划;水工建筑物的布置;区内安全建设;以及非工程防洪措施安排等 1/2m2(2)向量模法(平均和的平方根法) SSii1此法所求某监测点的综合评价指数S可表达为
式中,S-在某监测点的综合评价指数。
Si-污染物i在某监测点的标准指数。 S(6)内梅罗指数法已知多项水质参数的监测数据,计算与x
计算步骤:
1、计算各项水质参数的标准指数,即单项水质参数评价方法。
2、使用各项水质参数的标准指数,采用多项水质参数综合评价方法计算综合评价指数S1。
3、计算x类水质标准的综合评价指数S2.4、结论S1﹥S2,不符合标准。S1≤S2,符合标准。
第二篇:河道治理及水体生态 修复治理工艺
发明名称
河道治理及水体生态修复治理工艺
摘要
本发明涉及河道治理及水体生态修复治理工艺。以水生态物滤装置作为水体中有益微生物生长的良好载体,使水体中的微生物得以聚集,快速挂膜,修复低等生物群腐食食物链;同时对水体曝气增氧,将高效生态修复剂投入污染水体,生态修复剂中活性微生物在充氧的环境中,可去除杂草、水藻;辅以基底修复技术,采用专有填料产品,使水体中土著微生物快速增长繁殖,形成优势种群,可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质,使水体在较短时间内得到修复治理;同时辅以水生动植物(生态浮岛等技术),延长水体环境的食物链,形成完整的生态链,彻底消除恶臭,恢复水体持续自净功能。它在地表水治理尤其是城市河湖的治理具有很大的推广价值。
权利要求书
1、一种地表水的治理工艺,其特征在于:包括由生态坝组成的源头生物生态拦截系统、生物挂膜和曝气充氧及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。
2、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的强化处理系统融合生态坝拦截及生物滤池技术。
3、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的水生态物滤装置是在水域中直接设置微生物载体,大量培养土著微生物形成生物膜,利用生物膜截流和捕食藻类并综合降解污染物。
4、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的曝气增氧装置可以是雾化曝气软管、或是水处理行业常用的曝气设备如鼓风曝气装置、表面机械曝气装置、射流曝气装置、喷水式曝气装置等中的一种或几种。
5、根据权利要求1或4所述的地表水治理工艺,其特征在于:所述的曝气增氧装置结合了水流营造装置,使水体流动,同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。
6、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的生态修复剂是包含:芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。
7、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的地表水内部还可以直接种植水生植物,水生植物可以种在水下、岸边或是无土种植在漂浮于水面的浮岛上。
8、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的地表水内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。
9、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的基底修复是指用特殊的生物填料,使水体中土著微生物快速增长繁殖,形成优势种群,可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质,使水体在较短时间内得到修复治理。
10、 根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,经过上述的处理工艺流程,地表水能够形成持续自净功能的生态系统,从而恢复水体水质。
说明书
河道治理及水体生态修复治理工艺
技术领域
本发明涉及环保行业中对河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域的水质进行处理净化的一种方法。
背景技术
河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域存在着较严重的污染。污染源主要来自于工业污水、生活污水、雨水径流所携带的面源污水、风沙扬尘携污等。可以分为两类:一类是外源污染,及污水的汇入、大气沉降等外部因素;另一类是内源污染,即由于污染物在水体内的停留、沉积而形成的底泥,这些底泥还有大量的污染物质,并不断往水体内释放氮、磷以及有机质。
我国目前对天然的河流、湖泊、水库等地表水域的治理措施基本是依靠市政工程手段,即截污、驳岸、清淤加换水,这些方法对地表水域的水质净化很有好处,这是不容置疑的,但是也存在投资极其巨大、建设周期长的致命弱点,一条小河的治理资金往往需要几十亿元,而且配套管网建设、配套污水处理厂建设极其繁杂,需要数年的工期;同时还存在以下不足:
1、驳岸及清淤的工程量大,成本高,清理出的污泥处理不当易引起二次污染;
2、无法做到完全截污,由于河、湖是开放式系统,类似大气沉降这样的污染源无法做到完全截除;
3、治标不治本,清淤后换水的水质无法保持,由于地表水的微生态系统随着底泥的清除被破坏,河道、湖泊的自净能力下降,一旦遇到外源污染水体将再度恶化;
4、很多地表水域属于封闭性半封闭性水域,如湖泊、水库、海港、大湖湖汊、死河汊、城市死水河道等,由于水体封闭、流动缓慢、与外部交换不畅,呈死水状态,水体的自我净化能力极度低下,即便是较少量的污染源进入水体,由于得不到及时分解净化,日积月累也会使水质逐渐富营养化,进而导致发臭,形成恶性循环。
发明内容
本发明的目的是公开一种河道治理及水体生态修复治理工艺,已解决恶化的地表水体水质及生态恢复的问题,改善人居环境。
本发明的技术解决方案是:
一种河道治理及水体生态修复治理工艺,包括以由生态坝、生物滤池组成的源头生物生态拦截强化处理系统、生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。
源头生物生态拦截强化处理系统由生物滤池及生态坝系统组成。其中生物滤池用于点源污染(污水经排污口进入水体)的控制,在排污口附近设置生物滤池,污水通过生物滤池的作用,可去除大部分邮寄污染物及悬浮物,削减污染负荷。经沉淀后的上清液进入河道旁的生态拦截系统。而生态坝系统用于面源污染(雨污水形成地表径流进入水体)的控制。生物滤池出水及收集的地表径流进入生态坝拦截系统,污水经处理后排入水体,可有效控制进入表面水体的负荷。该系统只需利用河湖的边坡建设,无需额外占地。
生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体,即水生态物滤装置,促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖,形成生物膜,最终依靠生物膜上的大量微生物分解净化水体中的污染物,实现水质的直接净化。
并同时直接在地表水体内部设置曝气充氧装置进行曝气充氧,提高水体中溶解氧含量;所述的曝气充氧装置是雾化曝气软管,直接敷设在所述地表水体中,并与设置在岸边的压力气源相连接;所述的微生物附着载体设置在所述的雾化曝气软管的上方或附近。
在所述地表水体内部直接设置水流营造装置,使水体充分流动,并使所述曝气充氧装置所充入的溶解氧随水流流向所述的微生物附着载体。
通过投加筛选的生物复合酶及微生物来改善水体的微生态系统,加快恢复水体低等生物腐食食物生物链的建立。所述的生物修复剂:芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。
生物多样性生态循环系统通过在地表水体内部还直接种植水生植物,水生植物可以种植在水下、岸边,或是无土种植在漂浮在水面的浮岛上。
在所述地表水体内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。
本所述地表水基底修复技术是指在水体底部投加特殊填料,激活土著微生物迅速繁殖,而被激活的数量庞大的微生物菌群及后期投加的微生物群可逐渐分解底泥,进而恢复河道、湖泊的自净能力,从而使水体水质得以改善。
本发明的有益效果是:源头生物处理与生态拦截强化处理系统不仅可以控制进入水体的污染负荷,而且可以美化河道、湖泊护岸,无需额外占地。而生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统可以改善水体微生物系统,恢复水体生物多样性,提高水体的自净能力,有效改善水体水质。整个工艺不需要清淤,不会引起二次污染。与传统的治理方法相比,可短时间内消除河道、湖泊的黑臭、富营养化等水质恶化现象,恢复河道、湖泊的自净能力。
附图说明
图
1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图 图
2、生物滤池剖面示意图 图
3、生物滤池工作示意图
图
4、生态物滤装置、基底填料安装方式 图
5、曝气充氧装置工作方式示意图
具体实施方式
本发明是一种河道治理及水体生态修复治理工艺,如图所示,具体实施方式如下:
(1) 源头生物生态拦截强化处理系统
在河道或湖泊岸边的排污口处设置生物滤池,生物滤池包括高效滤料、曝气系统、反冲洗系统、沉淀系统组成。可根据处理量分为钢筋混凝土式(水量大)和玻璃钢一体式(水量小),高效滤料选择适合用于低氮磷浓度的湖水的处理,吸附处理容量大,运行费用低的“F.F”吸附过滤材料;同时具有物理截留(过滤)的作用,过滤水中藻类及悬浮物,提高水体透明度。由上部进水,采用多孔管布水系统,出水经过沉淀池沉淀后排入生态坝拦截系统。
工艺中生态坝拦截系统,包括布水系统,填料床,排水系统,植被等。布水系统为PVC穿孔管布水。填料可由砾石、粗砂、土壤组成。排水系统为设置在填料床底部的PVC穿孔管收集后排水。表面植被可选用挺水植物等。
该系统从源头上控制进入水体的污染源。 (2)生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统
生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体,即水生态物滤装置,促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖,形成生物膜。
生物膜由生态基等生物填料组成,主要由编织层和泡沫层组成,在水流中保持漂浮状态,根据水体深度决定生态基的安装深度。
曝气充氧装置由水流营造装置与曝气充氧装置相结合的一体式造流曝气机,由造流曝气机同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。
连续曝气10天后,水体溶解氧逐步上升至2mg/L以上时,生态基上已经附着部分微生物,水体逐步改善,产生适合微生物生存的环境,随后开始投加微生物,水体会在50天发生明显变化,逐步构建起适合水生动植物生存的环境。
(3)生物多样性生态循环系统
在河道或湖泊岸边种植水生植物,根据水深不同,分为挺水植物区、浮水植物区、沉水植物区;
挺水植物区:在湖岸周围水深0.5米以内的种植挺水植物。主要种植荷花、香蒲、鸢尾、千屈菜、花叶芦竹、芦苇、再力花、水葱、伞草等植物。
浮水植物区:在湖岸周围水深0.5~1.0米以内的种植浮叶植物。主要种植品种为菱角、睡莲、萍蓬草。
沉水植物区:在湖岸周围水深1.0~1.5米以内的种植沉水植物。主要有沉水植物主要有穗状狐尾藻、轮叶黑藻、篦齿眼子菜、马来眼子菜、五刺金鱼藻、苦草。
鱼类种群、大型无脊椎动物构建。适当放养一定密度的鲢、鳙鱼等,抑制藻类生长,控制蓝绿藻水华发生,为水生植被的全面恢复重建创造条件。大型水生动物是水体自净生态系统生物链中重要的“消费者”,它们吞食水中微小生物或其他生物排泄物和有机残屑,从而在水体净化中发挥作用。为减少底泥中的有机碎屑,进一步改善水质,放养能摄食有机碎屑、腐屑的底栖动物铜锈环纹螺、田螺等。
同时投放专有基底填料,是微生物在基底大量繁殖,对基底底泥起到一定的分解作用,去除湖底内源污染物。
经过上述工艺步骤,水体将会恢复为正常的浅绿色,水体的各项水质指标将逐步提高至地表V类水以上标准;而河道、湖泊的底泥会逐步降解、含水率会大大降低、底泥减少,底泥颜色也逐步由黑色恢复为浅黄色,最终,河道、湖泊的生态系统将得到稳定,持续自净能力恢复。
说明书附图 图
1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图
图
2、生物滤池剖面示意图
图
3、生物滤池工作示意图
图
4、生态物滤装置、基底填料安装方式
图
5、曝气充氧装置工作方式示意图
第三篇:农村河道生态修复的综合措施
农村河道生态修复的重要目标就是要协调农村发展建设与河道生态保护的关系,同时尽量维护河道原有的自然地貌和水文特征,使其与周围环境相和谐,根据农村河道自身特点,农村河道的生态修复主要从三方面进行:污染物源头控制、河道内水质的生态修复、河道护坡的生态修复。
3.1 污染物源头控制
如果使河道水质得到改善,必须控制污染物的排放。与城市河道治理中大量采用管网收集和污水处理技术进行污染源的截留相比,农村地区生活污水分散、农业面源广泛、垃圾秸秆普遍,畜禽粪便常见的现状下,进行分散型污水处理,或者在污染发生前加以抑制是主要手段。
这种情况下技术固然非常重要,但更为有效的措施可能是环境管理。在农村实施环境管理和城市有所不同,仅仅依靠环境立法和执法是很难奏效的,应该通过将环境保护融入农村的生活和生产中。农村河道的生态修复,除进行污染源的控制,更应从现阶段农村社会特点出发,从改变人们的生活方式的角度,来完善环境管理体系,抑制污染源的产生。
从改变人们的生活方式的角度,在我看来可采取以下一些措施,在农民中倡导正确的施肥方法,即在农作物对肥料需求旺盛时期集中施肥,其他时期少施肥,绝不过度施肥,以减少流入水体中的富营养化物质。由于农村地区大多进行着畜禽类的养殖,从而产生大量的畜禽粪便,对此我认为国家应该鼓励在畜禽养殖场、养殖小区建设畜禽粪便、废水的综合利用或者无害化处理设施,避免其进入水体从而造成污染。还可以借鉴国外经验从养殖工艺上进行改进,从养殖场条件加以改进。少污水排放的畜禽圈舍,就是一种很好的从源头减少养殖污水排放的方式。如美国已使用的少污水排放猪舍,通过在舍内地面铺设有机厚垫料吸收污水,将液体废弃物转化为固体,实现了生产过程中的污水少排放甚至零排放。这种方式具有投资和运行成本低、通风和温湿度控制系统能耗低等优点,且铺设的垫料一般为秸秆、干草、稻草等农村易得的物料,垫草废弃物堆肥后,施于农田又有效的避免了养殖废弃物对环境的破坏农村普遍存在一个现象就是家庭垃圾被直接堆放到河道两旁,没有进行一定的处理,过多的堆放必然会对河道产生影响,恶化水质,破话生态。对此,我个人建议可以在农村分建家庭垃圾回收移动屋,定期将回收屋中的垃圾输送运至垃圾处理厂进行处理。
3.2 河道内水质的生态修复
总结国内外众多河道的生态修复措施,大致可以分为三类:物理修复、化学修复、生物修复技术。借鉴城市河道的生态修复技术,农村河道的修复应采用处理效果好,工程造价相对较低,运行成本低廉,还可以结合景观改善河道及其周边休闲娱乐场所的建设的修复措施、技术。农村河道污染与居民生活和农业生产密不可分,因此我们在应用城市河道修复技术对农村河道进行修复时,在其适用性上需要进行适当调整。下面着重介绍几种城市河道生态修复措施在农村河道的应用。 3.2.1引水换水—“以河养河”
在城市河道的生态修复中,一些河道利用引水换水对河道中水质进行改善。通过从其他水库进行适量的调水,对河道内被污染水体进行稀释同时替换河道内被污染水体,从而恢复河道内的水生态环境,提倡多目标的水库生态调度。该方法对于农村河道的生态修复并不完全适用,因为农村地区据水库较远,进行调水费用会较高,但并不是完全不适合,由于农村地区河流水资源丰富,可以从其他近距离河流中进行调度,降低成本,从而形成以河养河的局面。农村河道水系交错连通,具有改善水生态环境状况、提高水资源统筹调配和抗御自然灾害的能力,形成蓄泄兼筹、丰枯调剂、引排自如、多元互补、生态健康的水系连通的网络体系。倡导“以河养河”的创新长效管护制度,降低河道管理成本。由于农村地区大多家庭会进行禽类的养殖,但如果是不加控制的养殖就会对河道的水质产生影响、破坏河道的生态环境。因此,在这一问题上,个人认为,可以在河道开展合理养殖,将禽类数量控制在一定范围内,但这一工程中应注意控制饵料的投放,以减少污染。 3.2.2 农村河道的清淤疏浚
农村河道淤泥的主要来源是堤岸水土的冲刷流失、进入水体的固液相污染物的逐步沉积、水华产生的大量植物死亡后的残体累积等。由于含有大量的有机物、氮磷营养盐等污染物成分,河道的底泥会再度释放污染物形成内源污染,因此需要后续的清淤疏浚工程措施以减少能源污染负荷。在城市河道的清淤疏浚的过程中,清淤的淤泥没能够加以利用,直接进行处理,与城市不同的是,农村地区面积广阔,且种植了大量的农作物,同时农村河道的底泥中含有利于农作物生长的有机物质,因此我们可以将河道清淤淤泥作为土壤基质来种植经济作物。这样不仅可以实现对水质的改善,同时还可以收获农作物,产生一定的经济效益,补偿了一部分污染治理的投资成本。清淤工作本就是脏累的工作,但如果淤泥可以作为土壤基质,促进农作物的生长,这对于农民来说会有一个较好的调动性,进一步促进了清淤工作的顺利进行,更好地达到河道修复的目的。 3.2.3 生态浮床的改进应用
生态浮床技术是运用无土栽培的原理,是通过植物吸收、吸附、微生物降解等作用,达到净化水质的目的,该技术具有投资少、见效快、管理方便等优点,是一种行之有效的水体原位生态修复技术,广泛应用于富营养化的河道、水塘、湖泊等水体。在城市河道的生态修复中,生态浮床技术除注重净化效率外,更多考虑景观需求,投入成本无法得到补偿。因此,在对农村河道进行修复时,我们结合农业生产的实际需要,因地制宜,将农作物作为浮床植物,进而实现对于农村河道的修复。
在江苏无锡直湖港支流王店桥浜,采用水稻作为浮床植物,进行了水体修复。王店桥浜全长约800m,生态浮床设置于中间河段,长约280m,水面积约4200m2,浮床总面积1000m2。下图为河道周边土地利用情况及水质监测断面设置图。
图1 河道周边土地利用情况及水质监测断面设置图
进行修复前河道水体氨氮平均2.71mg/L,总磷平均0.27mg/L,全河道透明度均在0.20~0.30之间,水质为劣Ⅴ类,受直湖港闸控影响,水流速较小。修复一段时间后,对河道内污染物的去除效果如下图所示。结果表明:浮床区域(3)水体氨氮较区外(1)降低平均19.1%,达到四类水质标准,通过测量245区域发现,,越接近浮床设置的中心区域,氨氮去除效果越明显;对磷的去除效果,浮床区(3)较区外平均降低22.3%,最低达到0.15mg/L,生态浮床水稻对总磷具有较好的去除效果。
图2 河段各监测点氨氮及总磷浓度及降低比例
从上例可以看出,利用农作物作为浮床植物对水体进行修复,不仅可以实现对水质的改善,同时还可以收获水稻,产生一定的经济效益,补偿了一部分污染治理的投资成本。因此,在对农村面源污染及农业生产现状进行调查的基础上,采用当地能产生经济效益的植物构建生态浮床,改善水体水质、修复水体生态,达到因地制宜、节省投资的目的。 3.2.4水生植物修复技术在农村河道应用
在我国城市河道的生态修复热衷于采用种植植物进行净化的生态净化技术来解决水质问题,即水生植物修复技术。利用河道内的浮叶植物、沉水植物、挺水植物等进行水质的净化。自然生态系统具有一定的净化能力,而植物本身具有吸收氮、磷的作用。农村河道与城市河道水体污染来源不同,因此,水生植物恢复技术应用于农村水环境生态修复过程中,应充分考虑水体主要污染物来源,进行分段或分区实施,并依据当地物种因地制宜进行植物的区间配置。在河道水质的恢复过程中,要注意补种或收割,以维持一定的配置比例和适度的生物量,避免存在植物季节性的腐烂,还原有机物,使氮磷重返河道,从而实现长效净化水质、逐步完善生态系统结构的目的。
3.3 河道护坡的生态修复
在河道中,护坡是河流的基本组成部分,因此护坡的生态修复也尤为重要。农村河道护坡应考虑洪水冲刷安全、生态景观、经济合理实用等方面的要求。生态护岸必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性,能够承受洪水、侵蚀、波浪、冰冻、干旱等自然力荷载。景观设计方面,要考虑河流风景的整体性,综合考虑护岸的设计。使景观显得自然生动。更接近于天然河流,以达到河川景观的宜人效果。生态河道岸坡还要实用、适用,必须考虑沿河农民群众生产生活需求,尽量利用当地植物、树种和石料,就地取材,综合利用。
农村河道护坡与城市河道的生态护坡有所不同,城市由于道路建设,水泥堆砌等原因,多为硬质堤岸,且所处地形基本一致,而农村河道分布广泛,所处地形复杂,因此不能直接引用城市护坡技术。根据地域地形地貌的特点,我国农村河道可划分成平原区河道、丘陵区河道以及山丘区河道三大类,不同结构的河道,其护坡材料也有所不同。因此在进行农村河道生态修复过程中,应结合农村河道所处地形及水流状况适当的借鉴城市河道护坡修复技术,对农村河道护坡进行修复。例如在我国城市河道护坡中新型生态混凝土护坡引用较为广泛。生态混凝土护坡,是采用多边形预制混凝土板块,规则堆砌在河坡上,预制混凝土板块中间设有孔,在孔中种草、栽植植植物,形成绿色生态护岸。该护岸形式具有一定的抗水流冲刷能力;而且,孔洞部分适合植物生长、两栖动物的栖息繁衍,形成和谐的水中、岸坡、水上交流共生系统,较好地实现护岸的生态化。但是对于农村水量较小,水流较为缓慢,污染相对严重的的小型河道就会有点大材小用,对于这类农村河道我们可以采用自然(种植)草木护坡,采用根系发达的原生草木来保护河堤稳定及生态。根系发达的固土植物在水土保持方面有很好的效果,利用植物发达的根系进行护岸固土,既可以达到固土保沙,防止水土流失,又可以满足生态环境的需要,还可进行景观造景。这种类型护坡简单易行,造价低廉,非常适宜农村小型河道。
目前应用较为广泛的护坡类型如下表所示:
表1 常用护坡的材料及特点
河道护坡作为农村河道的掩体和保护层护坡材料及其技术的应用直接关乎农村河道自然风貌的留存于生命体征的延续。因此,生态护坡合理应用是农村河道生态修复的重要环节之一。
4 农村河道生态修复的建议
⑴ 尽可能维持农村河道原有形状和堤岸土质,保护河道生态系统,促进原有生态系统快速恢复。
⑵河道岸坡尽可能使用木桩或原有黏性土壤基质,避免硬质坡岸的过度使用,以保障河道物质和能量物相之间的交换,保存河道生态系统的完整性。
⑶实行河道资源利益共享机制,充分调动群众积极参与农村河道管护的积极性。
⑷发挥资源整合机制的能动性,整合农村河道治理的各项资源,以解决农村河道治理的长效管护经费问题。
第四篇:关于生态河道治理模式及其评价方法探讨
摘 要:生态河道治理过程中,应当坚持人本理念,实现人与水和谐相处的的治理目标。本文主要对当前河道治理过程中存在的问题进行分析,并在此基础上就生态河道治理模式、评价方法进行分析,以供参考。
关键词:生态河道;治理模式;评价方法;研究
生态河道治理,即在河道陆域控制线内,一方面要确保河道防洪以及引水排涝,另一方面通过采取人工修复措施,对河道的水生态系统进行恢复与构建。
一、河道治理过程中的主要问题分析
1. 水环境污染非常严重。随着城镇化建设进程的不断加快,向周边不断扩展的同时,使得离城镇相对较远的河道成为城中河,越是人口密集的河道受影响越严重,以致于很多农村地区在经济社会发展浪潮中成为工业发展的牺牲品,大量的工业污水以及生活垃圾直接排入河道之中,水体自然净化能力严重退化。实践中可以看到,对于多数农村地区的河道而言,水质均受到不同程度的污染,治理不及时、不到位,使得河道中的大量水草、杂物长期积聚,严重影响了水质。
2.水资源非常有限,调水难度比较大。从我国发展水资源分布和管理现状来看,淡水资源非常匮乏,水资源的有效人均占有量明显不足。对于境外引水工作而言,落实不到位,使得一定区域范围内的可利用水资源受限,河网水体建的设想,非常的困难,调水难度比较大。
二、生态河道治理模式
在生态河道治理过程中,主要有三部分构成,即设计、施工以及管理,具体分析如下:
1.设计。以生态治理思想为指导,在生态河道建设过程中,应当将人本理念与回归自然相结合,不仅要保留河岸原有的礁石、水草以及水生生物,而且还要恢复河道的排洪、航运以及蓄水等功能,维系河道的自然特征及其水体流势多样性。在此过程中,还要建设仿自然河流,处理好水与人之间的关系。
2. 施工
(1)截污纳管。在河道整治时,主要是对污染源进行控制,尤其是截污时,应投入足量的人、财和物,并且将沿岸河道中的污水做截流,由污水处理厂对其统一处理,达标后方可排放。对于那些统一纳管条件不足的乡村或者区域,需根据具体情况,建立简易污水处理中心,对污水初步处理后,方可排入河道。在此过程中,尤其要对畜禽养殖业加强控制,做好污染管控,只有这样才能确保截污纳管的全面性。
(2)堤坝治理。在多数河道整治过程中,治理水系河道的对象主要是堤坝,河坝疏通治理在水利电排站实施过程中,得到了有效的体现。在河流行洪排涝过程中,传统堤坝治理具有一定的目的性,而且存在着弊端,实施过程中主要靠“硬化”等工程建设手段。在生态环境保护基础上,通过先进技术手段的应用,采用新工艺、新技术和新材料,对堤坝进行改造,逐渐向自然河道整治转变。
(3)采用生态袋对边坡进行柔性控制。在河道整治过程中,尤其要做好施工前、中和后期等生态植被和修复,比如采用绿霸三维排水柔性生态边坡工程系统。在此过程中,其构成材料主要是三维排水联结扣、以及生态袋等,用小石块填充格网,改造材料具有无毒、抗腐蚀以及不降解等能力。其又着近乎河床表面糙率,对水体流动状态不改变,其物理化学性为抗微生物侵蚀、抗酸碱盐、抗紫外线及与自然河岸相类老化。还具有良好的固土作用的形成,并且能实现零污染。 3.管理。在生态河道治理思想指导下,不仅要加强设计、施工,而且还要加强后期管理,主要是对河道工程进行有效的、长期管理,确保整个河道水系的正常运行,充分发挥其作用。
三、生态河道治理评价方法
在对河道生态治理评价过程中,主要是为了能够全面了解河道生态系统状态、生态恢复状况,若想对河道生态水平进行深入的评价,则需有评价指标,具体分析如下。
1.水利功能指标。对于水利功能指标而言,主要是为了对河道通过能力进行考察,确定其是否满足防洪、排涝设计要求。在考察过程中,应当以河道设计的最大排洪量、历史最大洪峰量做对比,对该河道是否达到了防洪标准进行探究。
2.水生生物指标。从本质上来讲,生物、环境之间具有天然的相适应性。比如,水生生物主要反应的是河道生态性质,在整个生态系统中起主导作用。其中,水生生物指标群的构成指标有植物量、动物量以及微生物量等;对于水生动物而言,其种群与数量多少非常重要,在一定程度上可以有效反映出生态环境状况。水生动物群落,主要是由鱼类、浮游动物以及底栖动物组成;对于微生物而言,其主要是指细菌、藻类、真菌以及原生微生物等,从某种意义上来讲,水中的微生物群落可以反映出该水环境质量好坏。
3. 管理指标。对于河道生态系统而言,其表现出一定的动态性特点,需要进行长期的管理,只有这样才能确保生态系统的可持续发展。在河道管理过程中,要求建立和完善管理制度。对于管理内容而言,其主要是对河道规划设计、污染整治、河堤安全检查以及植被护理和河道清淤等。对于管理指标而言,其主要是从管理组织健全与否,是否有完善的管理制度,以及管理措施可行与否等三个方面进行衡量。
第一,管理组织。在河道管理过程中,通常是由水利、林业、城建以及交通和环境等部门联合管理、各尽其职,其中具体执行需有专门的人员负责。
第二,管理制度。从当前国内现行的法律法规来看,水法、水环境保护法以及河道管理条例等,对河道管理进行了明确规定,而且很多地区针对该区域的河道具体情况,还制定了相应的法规制定。在管理制度评价过程中,主要的指标是河道主管部门所编制的河道管理办法以及实施细则是否具体、可行,各项管理方法需责任明确、可执行性强。
第三,管理措施。在河道管理过程中,主要是为了维系河道生态系统的平衡,确保水利、社会功能得以实现。同时,还要对管理措施可行性进行评价,确保相应的措施和办法是否具有实际可操作性、针对性。比如,管理措施落实过程中,技术工艺复杂、耗资比较大,即认为该管理措施缺乏实际可行性。
四、结论与建议
总而言之,生态河道治理过程中,为确保治污、还生态以及促发展目标的实现,应以人本理念+回归自然相结合为思路,树立生态和谐理念,积极开发多种功能,并且不断加大河道生态建设宣传力度,增强广大人民群众的生态河道意识。
参考文献:
[1]叶勇.浅谈河道治理中生态技术利用的基本原理[J].建筑界,2013(06).
[2]徐晓艳,王鹏,董海波.河道治理的生态水利模式研究[J].科技资讯,2013(09).
[3]谷晓存,刘景春,吴庆伟.城区河道治理与环境协调共处的尝试[J].河南水利与南水北调,2013(02).
作者简历:修郁林(1974-10―),男,籍贯:山东省烟台市海阳市人,学历:大专,毕业于黄河水利职业技术学院,水利水电工程建筑专业,研究方向:水利建设工作。
第五篇:生态水利在河道治理工程中的应用
摘要:河道工程作为水利工程改造和建设的主要对象,其在改造建设的过程中不同程度的对生态环境产生了一定的破坏。为了确保生态环境和水利规划能够得以协调可持续发展。在河道治理工程中积极引入生态环保理念尤为重要。基于此,笔者结合自身工作实践,重点探讨了生态水利在河道治理工程中的具体应用。
关键词:生态水利;河道治理工程;应用
河道的生态化整治主要是在改善河道功能的同时改善河道生态环境。过去人们是依水而居,人们被动的去适应水环境。而随着经济水平和科技水平的不断发展,人们随意改造和整修河道,让水环境来迁就人们的居住环境。这样做在短期看来确实能起到改善居住环境的主要目的,但是从长远来看,人为的改变河道功能,不注重环境保护,必然会遭到大自然的报复,严重的威胁着城市居民的生活居住安全。因此在河道治理过程中积极引入生态环保理念十分重要。
一、生态水利的介绍
传统的水利工程重视对水流进行控制为人们的用水、防洪、发电、航运等服务,虽然水利建筑发挥了一定的作用,但也破坏了生态环境,导致经济建设和环境保护的失衡发展。生态水利指在水利工程的建设中既考虑了水利枢纽的建设,也考虑了生态系统的建设的水利系统。河流是这个生态系统中的重要组成,不仅对人们的需求进行了满足,还确保了生态系统的完整性,所以是非常重要的。
二、生态水利的河道治理优势
传统的河道治理方式比较单一,对河道周边的自然景观和河流的生态系统的稳定性造成了不同程度的影响。所以,为了达到河道治理效果达到最佳,实现生态环境的和人类经济发展的和谐统一,将生态水利理念融入到河道治理工程中,采取有效的生态水利方案措施,对改善水环境极其周边的生态环境是现代河道治理工程的新举措、新思路。之所以将生态水利的理念思想同河道治理工程相融合,主要是生态水利具有以下优势。
(一)有利于形成稳定良性循环的河道生态系统
生态水利理念下的河道治理工程是根据河道周边的自然地形、地貌、水及水生物等通过科学配置将河道、河堤周边植物及水中生物有机地联系在一起,形成稳定良性循环的河道生态系统。生态水利理念下的河道治理工程,对河流中的水生物及河道周边的鸟类提供良好的栖息和繁衍生殖的环境。河道治理的一项重要内容就是对河道两侧的植被进行恢复。河道两侧的植被作为河道和河岸的生态过渡带,河岸生态缓冲带的边缘效应极其明显。
(二)有利于提高河道水流的自我净化能力
生态水利理念下的河道治理可起到净化河道有机污染物,提高河道水流自我净化能力的作用。有机物是河道水域中的真菌和细菌的主要食物,有机物在氧化作用下造成污染破坏进而分解为无机物,被河道水域中的藻类吸收,藻类在光合作用下在水中和空气中释放氧气,满足水体内好养生物的生长需求。在这样的循环模式下,河道水体自身就能净化,降低水域的污染程度,使污染的水域变得清澈,为河道水域中的鱼虾等生物提供了良好的生长环境,也给河道周边鸟类提供了食物丰富的觅食场所。
(三)有利于防范水土流失
基于河道两层的植被具有涵养水源的功能,使得河道两侧的植被能够在河道土壤内细小孔洞渗出的水的供给下正常生长,同时植物在充足的水源下,其根系则变得更加的发达,很好地起到了固土的作用,即使在雨水的冲刷下,不至于造成较大的水土流失。
三、生态水利在河道治理工程中的实际应用
(一)生态河堤的建设
生态河堤指的就是人工恢复自然河堤时的人工护岸,不仅维持了河床本来的作用,还考虑到了渗透性,对河流和河岸之间交换和调节水分作用进行保证,还可以抗洪。通常来说,生态河堤主要分为:自然原型护案,一般是利用植物对河堤进行保护,例如,水杨、流水等;自然型护岸,和自然原型的护岸相比缺少大然材料的护底;人工自然型护岸,和自然型护岸相比多了混凝土等,防洪功能较好。通常来说,设计生态护岸主要遵循的原则:经济性,也就是既保证了相关的功能,也使工程的造价降低;协调性,也就是将刚性结构尽量降低,促使工程的环境更加优美。
(二)自然化河流的建设
自然化河流的建设指的就是治理河流时不仅要维持、重现和创造出原始的河流自然风貌,还要实现河流的水系作用。建设自然化河流不仅仅是对自然环境进行保护,也可以发挥出河流防洪抗涝的作用,还最大程度的降低了人们损害河流环境,促进自然和人类的和谐发展。在建设自然化河流时,建设水边环境是非常重要的,主要包括空间环境、生物环境和水环境。
建设自然化河流的原则就是在尽量接近自然的同时创设出多样的环境,比如,设计河岸线时使其为不规则型,显示出河流结构的多样化;最大程度的和自然相顺应,比如,在治理河道时要分区域,分阶段,能利用自然动力就利用自然动力,适宜弯曲的就弯曲;建设绿化的网络,河流在生态系统中是比较孤立的,所以需要使水和绿化交叉;构造的河流景观要简洁,多多利用自然的植被和材料,促使河道形态更加原生态。
(三)通过动植物生长提高水评自净能力
在河道治理工程施工中可采用人工湿地处理技术、生物膜法技术及生物操作等技术来修复遭受污染破坏的水体。通过水体中各种生物的转化和转移及分解的方式提高水体的自我净化能力。并结合河道水环境的实际情况,尽可能地在不造成水体生态系统稳定的基础上多种植植物和放养水生动物,丰富河道水环境资源,为人们提供多感官的愉悦享受。此外作为城市河道,不仅仅需要防洪等作用,还具有美化景观的作用,在生态水利构建河道建设时,需要考虑到河道周围的景观建设。可通过栽种花草,美化水面来实现。
(四)构建水生动物种群
生态水利在河道治理应用的另外一个方面,就是要保证河流流域的生物多样性原则。提高流域的物种数量和种类,从而保证河流内部生态平衡和稳定,具体的措施就是构建有效的水生动物种群,提高水生生物的数量维持平衡和发展,比如可以适当提高鲍,螺,螂的种群数量,这些生物在以消费浮游生物和流域水内垃圾方面具有重要的作用,通过河流内循环有效地保证河道建设的生态发展、维护生态平衡。
四、河道整治注意的问题
河道的整治应该要与河道的景观设计相辅相成,在满足河道的必须功能之外,应该要把河道变成是城市的景观之一,设计打造出令人身心愉悦的河道环境,在护岸的基础上要多在河道边上种植形状、美感相结合的草本植物,形成一个良好的生态环境圈,从而保护河道环境的多样性和独特性,体现一个美的自然景观效果,而不是一味的考虑单方而的原因,要考虑到多方而综合的效果,使得人景合一。
河道的整治并非是一朝一夕的事情,后期的养护工程更加是一个长期持之以恒的工作,这包括有河道的保养,河道生物的检测。所以要有专业的人员进行维护,及时发现植物、生物的生态问题,通过对河流水质的检测,对生态环境的评估,为河道的系统和资源的使用提供有效的信息,同时河道作为城市水的使用,也起着举足轻重的作用,所以在环境保护、河道打捞等问题上,也要有专门的部门进行监督,以防河道被污染或者是遭到人为的破坏。
总之,生态水利在河道治理工程中的应用主要是通过构建健康稳定的生态系统,在满足人们正常使用水资源的基础之上,采取生态环保的措施进行河道治理。生态水利更加注重对周边生态环境的保护,让人们能够更加亲近自然。同时生态水利尊重自然生态环境的发展规律,积极发挥生态效益,具有极高的生态效益和经济效益。
参考文献:
[1]谷晓存,刘景春,吴庆伟.城区河道治理与环境协调共处的尝试[J].河南水利与南水北调,2009(02)
[2]沈炳良.概论如何使城镇河道治理实现生态化[J].黑龙江水利科技,2012(71)
[3]杨林青.浅析河道治理中的生态化建设[J].民营科技,2012(07)